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地灾防治“太空千里眼”:“星”技术InSAR
  你知道吗?在距地球700多公里的浩瀚太空中,人造卫星不仅承担着通信的重要使命,让全球电视广播和移动通信成为可能,更扮演着“太空测量师”的角色。这些高科技“太空千里眼”能以毫米级的精度,持续监测地球表面的细微形变。这种技术叫InSAR,凭借着“距以千里、感知毫厘”的能力,是地质灾害防治领域里大显神通的“星”技术。
  什么是InSAR技术
  InSAR(Interferometic Synthet-ic Aperture Radar)的翻译是“采用干涉测量技术的合成孔径雷达”,是新近发展起来的空间对地观测技术。
  我们可以把它想象成一种非常厉害的“地球照相机”。这个“照相机”不用普通的镜头,而是用雷达波来给地球表面“拍照”。最神奇的是,不管是乌云密布的白天,还是漆黑一片的夜晚,它都能清晰地“看”到地球表面的变化。
  InSAR技术的工作原理其实跟我们用两只眼睛看东西很像,我们可以感受到物体的远近高低。而InSAR技术则通过两次或多次向同一地区发射雷达波——这些雷达波就像超级精确的尺子,测量卫星和地表的距离,把两次测量的结果一比较,地面哪怕只有几毫米的变动,也能被算出来。
   InSAR技术的三大“超能力”
  全天候“上班”:普通的光学遥感技术怕云、怕雾、怕没光,测量非常被动,得“靠天赏脸”,InSAR却不受这些影响。不管天气多差,它都能24小时不间断地监测地面,是一个非常合格的 “电子牛马”。
  大范围监测:传统监测设备大多是一个点一个点地监测,既耗时间又耗人工,而InSAR技术优势在于——站得高看得远,一次性能够进行大面积区域监测,通常的覆盖面积高达200公里×200公里。
  省钱又省力:以前采集地质数据,常常需要人工实地测量,InSAR技术可以通过卫星遥感非接触式获取数据,并一次性能获取海量的数据,大大降低了成本。
   InSAR技术的局限性
  重访周期较长:InSAR技术通过比较两次测量值的差值才能计算出地表形变量,它得靠卫星在特定高度和时间间隔“回访”同一区域才能工作,如欧洲航天局的哨兵1号(Sentinel-1)卫星重访周期为12天。所以不是地球上每一个角落,都能即时拿到超精细的变形数据。
  数据处理复杂:它拍回来的遥感数据特别多,处理这些数据就像整理一大堆复杂的拼图,不仅要花很多时间和电脑算力,还得靠有经验的技术人员来操作才行。
  几何观测受限:InSAR技术测量的位移方向仅能监测雷达视线方向的形变,通常为斜距方向(即雷达与目标点的连线方向),并不能实际反映地表的实际变形方向,需结合多角度数据及滑坡地形数据反演三维位移。
  InSAR技术的成果运用
  滑坡是常见的地质灾害,它的发生和很多因素有关,比如突如其来的暴雨、破坏性极强的地震、长期的河流冲刷,以及岩土本身的不稳定特性,还受人类工程活动的影响等。
  用“太空之眼”守护地球
  尽管InSAR技术并非完美无缺,但它就像一双高悬天际的“守护眼”,凭借大范围地表形变监测,不仅为地壳运动研究提供了新方法,更在地质灾害早期识别与预警中发挥着重要的作用,这颗“星星”带来的技术力量,正让我们对地球的“一举一动”更加了然于胸。

(据科普中国)


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